适读人群：暖通空调、能源利用、能源管理及服务、建筑设计、建筑设备、环境保护、科技工作者和在读学生
　　《太阳能与空气源热泵在建筑节能中的应用》分为三大部分，第一部分讲述相关内容的基础知识；第二部分讲述热泵的原理、构造及制冷剂的发展，利用温湿图和压焓图表示的热力循环过程，即如何利用这两种主要工具图进行热泵性能的分析计算和研究；第三部分重点论述在寒冷气候下空气源热泵低温热水、低温辐射供暖的理论依据与实践验证，并从实测与理论计算两方面揭示来自室外不稳定的空气中的热，通过地板辐射供暖，如何获得稳定的室温。第三部分还描述了太阳能与空气源热泵与辐射地板如何集成，可以获得高节电率的供暖效果，最后描述了太阳能与空气源热泵结合，如何实现建筑中的空调节能。

内容简介

　　《太阳能与空气源热泵在建筑节能中的应用》分为三章。第一章讲述了建筑围护结构的传热理论及人体在室内与周围物体热湿交换的物理数学描述等相关内容的基础知识，又针对本书的中心内容——空气源热泵供暖、空调讲述了相关的传热与热力学基础理论知识。第二章讲述了蒸汽压缩式热泵的原理、组件、制冷剂和替代物和热力循环在温熵图与压焓图上的表达方法，以及中小型压缩机的种类、特性及适应低温气候的热泵的研究进展，进一步讲述了如何选择、设计空气源热泵机组的主要参数，即蒸发温度(压力)、冷凝温度(压力)、过冷度、过热度、压缩机出口参数及与之相关的压缩机的效率、功率、能效比等确定方法。第三章重点讲述了建筑中的辐射供冷暖的结构、原理及特性，给出了空气源热泵辐射地板供暖的系统图示、设计参数，特别针对北方寒冷地区气象条件、建筑能耗及常用的水盘管式辐射供暖地板结构给出单位供热量与供、回水温度的相关关系；第三章中还举出多项工程示范实例验证理论的正确性。本书可供暖通空调、能源利用、环境保护等领域的专业工作者、管理工作者参考，也可供高等学校、设计单位人员阅读。

作者简介

　　李元哲，清华大学建筑学院建筑环境与设备工程系，教授，1953~1958清华大学土木系，1958~1976土建系、建工系，1978~2000热能工程系，1989年提升教授，2000至今在清华大学建筑学院。
　　多年从事可再生能源---太阳能热利用研究，在国内外发表论文70余篇，参编专著3部。

内页插图

第一章基础知识1
第一节能源形势1
一、能源形势1
二、建筑用能1
三、环境保护对能源利用提出的挑战2
四、加快推动绿色建筑发展2
五、能源的品位2
第二节人体对室内环境热舒适度的要求3
一、人体的热平衡3
二、人体与周围环境的热、湿交换4
三、作用温度4
四、作用温度的测量及黑球温度tg4
五、空气相对湿度φ和风速v的影响5
六、典型建筑室内热环境的标准6
第三节建筑围护结构的传热6
一、建筑围护结构传热分析7
二、稳定导热8
三、稳定传热13
四、对流换热18
五、辐射换热22
第四节热力学的基本定律27
第二章蒸汽压缩式热泵29
第一节热泵的发展29
第二节蒸汽压缩式热泵30
一、蒸汽压缩式热泵的原理及组件30
二、理想循环过程在温熵图上的表示31
三、理论循环与理想循环的差异34
四、lgp-i图36
第三节制冷剂38
一、环境保护对制冷剂的要求38
二、热力循环效率对制冷剂的要求40
三、对制冷剂的其他物理、化学性质的要求41
四、常用制冷剂及替代物41
第四节压缩机43
一、全封闭式压缩机44
二、小型压缩机的功率和效率45
三、螺杆式压缩机48
第五节适应低温气候的空气源热泵49
一、空气源热泵低温适应性的进展概述49
二、带经济器的准二级压缩机50
三、双级压缩的空气源热泵53
四、双级耦合的热泵54
五、谷轮低温空气源热泵压缩机54
第六节蒸汽压缩式空气源热泵的其他主要部件56
一、蒸发器56
二、板式冷凝器与蒸发器57
三、膨胀阀58
四、电子膨胀阀61
五、毛细管63
六、四通阀63
第七节蒸汽压缩式热力循环参数的确定65
一、冷凝温度的确定65
二、蒸发温度的确定67
三、过冷度和过热度68
四、压缩机出口蒸汽状态的确定69
第八节蒸汽压缩式热泵实际循环的热力计算71
第三章太阳能、空气源热泵在节能建筑中的应用77
第一节节能建筑与绿色建筑对采暖空调的需求77
第二节民用建筑中的主要采暖方式和对热媒的要求78
一、热风供暖78
二、散热器供暖80
三、空气源热泵低温地板辐射供暖83
第三节空气源热泵地板供暖在北方寒冷地区应用的节能性与适用性88
一、在寒冷地区采用空气源热泵地面采暖的节能性与舒适性88
二、空气源热泵地板辐射供暖94
第四节空气源热泵的冲霜问题99
一、空气源热泵的室外热交换器99
二、结霜问题100
第五节主、被动太阳能、空气源热泵辐射地板优化集成供暖系统103
一、示范建筑概况103
二、供暖系统――多热源、错时、互补、链接末端集成系统103
第六节室外温度波动对空气源热泵供暖的影响118
一、空气源热泵的热特性118
二、辐射供暖地板的蓄热性及对热波的衰减120
三、空气源热泵辐射地板供暖的热过程分析121
第七节空气源热泵、太阳能除湿、降温空调124
一、地板辐射供冷的进展124
二、空气调节的室内设计工况及露点温度124
三、典型辐射供冷的地板构造与供冷量的计算125
四、地板的供冷量126
五、顶棚（板）辐射供冷、暖128
第八节空气源热泵地板辐射供暖实践与示范工程135
一、早期产品的工程应用135
二、中期产品的工程案例136
三、近期的示范工程136
第九节太阳能、空气源热泵除湿139
一、市场上现有除湿机使用情况139
二、固体吸附除湿――硅胶和水吸附对的优势140
三、一种内源式固体吸附除湿装置140
四、内源式固体吸附除湿机性能的实验研究142
五、关于除湿机的处理空气量与热平衡计算144
六、太阳能、空气源热泵温、湿度独立除湿降温空调系统146
附录153
附录一饱和氟利昂22蒸气表153
附录二饱和氟利昂134a蒸气表154
附录三饱和氟利昂407c蒸气表155
附录四主要单位换算表156
基本符号158
参考文献161

前言/序言

　　节能减排是当今人类社会为实现可持续发展而奋斗的两大课题，PM2��5等细颗粒物对人类的困扰，也加快了人们清洁空气的行动。从建筑节能到可再生能源的利用，已列入国家法规，其中太阳能和空气能由于其唾手可得，取之不尽，免费索取，更成为大众首选的清洁能源。建筑中的采暖空调占据社会能耗的较大份额，节能意义重大，而冬暖夏凉又关系到千家万户奔小康的幸福憧憬。尤其是在寒冷气候区，以空气源热泵为热源取代燃烧化石燃料，更是多年来人们期盼的，也是在探索与争议中被认可的成熟技术。几乎与此同时，建筑中辐射供冷暖的兴起，使人们找到了节能舒适、卫生健康、冷暖合一的末端装置。它更适合与太阳能和空气源热泵这类低品位热源配套使用，所以，本书的中心内容是围绕着空气源热泵和或太阳能低温热水辐射供暖，及供冷除湿的温湿度独立空调技术。
　　本书分为三章，第一章讲述建筑节能的重要性，建筑围护结构的传热理论及人体在室内与周围物体热湿交换的物理数学描述。又针对本书的中心内容——空气源热泵供暖、空调讲述了相关的传热与热力学的基础理论知识。第二章讲述蒸汽压缩式热泵的原理、组件、制冷剂及替代物和热力循环在温熵图与压焓图上的表达方法。讲述了中小型压缩机的种类、特性及适应低温气候的热泵的研究进展，进一步讲述了如何选择、设计空气源热泵机组的主要参数，即蒸发温度（压力）、冷凝温度（压力）、过冷度、过热度、压缩机出口参数及与之相关的压缩机的效率、功率、能效比等确定方法，并举例说明。第三章重点讲述建筑中的辐射供冷暖的结构、原理及特性，给出了空气源热泵辐射地板供暖的系统图示、设计参数，特别是针对北方寒冷地区气象条件、建筑能耗及常用的水盘管式辐射供暖地板结构给出单位供热量与供、回水温度的相关关系，使低温热水地板辐射供暖的推广有据可循。本部分提出一种冷、暖合一的顶板辐射管帘，对它进行了理论计算并示于图表中，可供参考；同时给出了与辐射供冷配套的“一种内源式固体吸附除湿”设备及实验研究结果。在第三章中还举出多项工程示范实例验证理论的正确性，其中有主、被动太阳能与空气源热泵三项热源集成的辐射地板供暖工程，节电率高达80%。本部分示范工程的数据证实了在寒冷气候区空气源热泵地板辐射供暖的节能率高，舒适性与室温稳定性好。
　　本书第一、二章由李元哲执笔，第三章的示范工程实例由姜蓬勃、许杰负责完成了产品制造和工程施工，李元哲做了测试分析，并成文。本书承方肇洪教授审定，使书的质量得到了保证，在此表示衷心感谢。
　　书中不妥之处，欢迎读者批评指正。
　　李元哲2015年1月于北京清华园

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